淺談鋼結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)智能化改進(jìn)及未來發(fā)展趨勢(shì)

王鵬 樊凡 張晗

【摘要】目前常見的鋼結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)技術(shù)有直接檢查，滲透探傷，射線探傷，超聲波檢測(cè)，磁粉檢測(cè)等。這些方法共同存在的問題是不夠自動(dòng)化、智能化；操作較為復(fù)雜頻繁，成本較高；不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)盲區(qū)；所以目前急需一種新型自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)。鋼結(jié)構(gòu)無損質(zhì)量檢測(cè)自動(dòng)化智能化，針對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)施工與使用過程中的質(zhì)量問題進(jìn)行定位定量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程中可變性、嚴(yán)重性以及頻發(fā)性問題，采用自動(dòng)化質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)，并且定量分析鋼結(jié)構(gòu)的損壞程度，并及時(shí)匯總反饋。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；無損檢測(cè)；智能化

鋼結(jié)構(gòu)工程檢測(cè)包括鋼結(jié)構(gòu)和特種設(shè)備的原材料、焊材、焊接件、緊固件、焊縫、螺栓球節(jié)點(diǎn)、涂料等材料和工程的全部規(guī)定的試驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容。主體結(jié)構(gòu)工程檢測(cè)，取樣檢測(cè)、鋼材化學(xué)成分分析、涂料檢測(cè)、建筑工程材料、防水材料檢測(cè)等、節(jié)能檢測(cè)等成套檢測(cè)技術(shù)。

無損檢測(cè)NDT是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平，其重要性已得到公認(rèn)。無損檢測(cè)NDT，就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對(duì)象使用性能的前提下，檢測(cè)被檢對(duì)象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對(duì)象所處技術(shù)狀態(tài)的所有技術(shù)手段的總稱。

1、常見的鋼結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)技術(shù)有以下幾種

1.1無損檢測(cè)技術(shù)一：射線探傷

射線探傷檢測(cè)技術(shù)是通過檢測(cè)物體時(shí)的強(qiáng)度增減，來確定結(jié)構(gòu)的缺陷問題，通過常用的x射線和γ射線來確定物體厚度的變化及缺陷情況的圖像，以此來對(duì)缺陷尺寸、形狀、數(shù)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。這種技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就是檢測(cè)結(jié)果一目了然，永久性記錄，最大的確定就是輻射大，對(duì)人體健康有危害。

1.2無損檢測(cè)技術(shù)二：超聲波無損檢測(cè)

超聲無損檢測(cè)技術(shù)是通過超聲波在缺陷中的產(chǎn)生的聲時(shí)、振幅、波形的變化，來確定焊縫的缺陷。這種方法對(duì)平面缺陷檢測(cè)敏感，能夠快速檢測(cè)未焊透、未熔合的缺陷問題，相應(yīng)的超聲檢測(cè)儀攜帶方便，價(jià)格低。缺點(diǎn)就是檢測(cè)結(jié)果沒有射線探傷直觀。

1.3無損檢測(cè)技術(shù)三：磁粉探傷

這種技術(shù)主要是通過鐵磁粉材料在磁化后產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化，從而透出材料本身的范圍，形成漏磁場(chǎng)，磁粉受到磁力線的作用在材料表面進(jìn)行堆積，宏觀反應(yīng)缺陷的情況，檢測(cè)速度快，靈敏度高，確定就是只適合材料表面的缺陷檢測(cè)。某些特殊的材料還要進(jìn)行消磁的操作，相對(duì)繁雜。

1.4無損檢測(cè)技術(shù)四：滲透探傷

這種技術(shù)是通過在一些零部件表面涂抹含有熒光燈染色的滲透液體，放置一段時(shí)間后，這種液體會(huì)滲透的表面有開口的缺陷當(dāng)中，去除滲透液之后，再把滲透液反吸回顯像劑中，最后通過光源照射，顯示缺陷形狀大小尺寸。這種技術(shù)的檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單易攜，適合各種金屬和非金屬材料，結(jié)果顯示直觀，缺點(diǎn)就是微小缺陷不容易反饋，只適合表面的缺陷檢測(cè)，后續(xù)還有清洗的工作，常常被工作人員忽視。

2、我們致力于研究出一種新型的自動(dòng)化無損質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)

這種自動(dòng)化無損質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)主要通過鋼結(jié)構(gòu)無損質(zhì)量檢測(cè)儀，這種儀器會(huì)產(chǎn)生特定的電磁波，不同材質(zhì)的物質(zhì)會(huì)得到不同的反饋，分析的時(shí)候使用后期處理軟件，得到曲線圖，準(zhǔn)確的反應(yīng)材料的缺陷，而且該儀器采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，反饋及時(shí)。數(shù)據(jù)庫中我們會(huì)匯總大部分鋼結(jié)構(gòu)工程的安全系數(shù)，數(shù)據(jù)接收器接收信號(hào)與數(shù)據(jù)庫自動(dòng)對(duì)比，定量定性分析，得出結(jié)論。這種自動(dòng)化無損質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)克服了以往無損質(zhì)量檢測(cè)中的各種缺點(diǎn)。主要包括：

①操作更為簡(jiǎn)單。由于這種自動(dòng)化無損質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)集自動(dòng)化、智能化一體，故只需將儀器安裝于需要檢測(cè)的鋼結(jié)構(gòu)上，便可直接從與儀器相連接的電腦上獲取此種鋼結(jié)構(gòu)的狀態(tài)信息；

②自動(dòng)化操作，實(shí)時(shí)檢測(cè)，杜絕任何事故突然發(fā)生的可能性。由于鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量問題具有可變性與頻發(fā)性，以往的檢測(cè)技術(shù)往往都只是檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)某一個(gè)時(shí)刻的質(zhì)量問題，故而有些質(zhì)量問題不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)而造成嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。而我們所研究的自動(dòng)化無損質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)就大大的克服了以往檢測(cè)技術(shù)所存在的這一缺點(diǎn)。由于采用實(shí)時(shí)檢測(cè)，在檢測(cè)過程中結(jié)構(gòu)的所有變化均會(huì)記錄在檢測(cè)儀中并及時(shí)反饋到檢測(cè)者的電腦的數(shù)據(jù)處理中心中，經(jīng)由數(shù)據(jù)處理中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，篩選出有價(jià)值的數(shù)據(jù)，并對(duì)于有可能產(chǎn)生危險(xiǎn)的構(gòu)件及時(shí)進(jìn)行預(yù)警。

③使用更為經(jīng)濟(jì)。由于以往的檢測(cè)技術(shù)需重復(fù)實(shí)施，從而導(dǎo)致了人力、物力、財(cái)力的極大浪費(fèi)。而此種自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)使用體積較小的檢測(cè)儀，我們只需將檢測(cè)儀置于需檢測(cè)的構(gòu)件上即可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。

④檢測(cè)更為精確。針對(duì)于每種形式的構(gòu)件我們都會(huì)在數(shù)據(jù)處理中心中記錄與之配套的數(shù)據(jù)，從而使檢測(cè)更為精確。

21世紀(jì)是一個(gè)高速信息化的時(shí)代，各種智能化設(shè)備的產(chǎn)生給智能建筑系統(tǒng)工程帶來了更多的機(jī)遇，尤其是檢測(cè)設(shè)備，建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢測(cè)不再是人工費(fèi)力落后的方式，智能化必定是未來發(fā)展趨勢(shì)。但是我們需要認(rèn)識(shí)到，相應(yīng)的監(jiān)控檢測(cè)機(jī)制尚不成熟，需要較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行完善。而將監(jiān)理的概念引入智能建筑系統(tǒng)中，能夠有效的監(jiān)控智能建筑系統(tǒng)工程項(xiàng)目的進(jìn)度及其質(zhì)量，這極大的推動(dòng)了鋼結(jié)構(gòu)等智能建筑工程項(xiàng)目的發(fā)展，我們堅(jiān)信未來鋼結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)智能化的發(fā)展前景必定是非常好的。

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受中國(guó)礦業(yè)大學(xué)“非同凡想”基金項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號(hào)：AC2018037